点到直线的距离
【教学目标】
1.让学生掌握点到直线的距离公式,并会求两条平行线间的距离.
2.引导学生构思距离公式的推导方案,培养学生观察、分析、转化、探索问题的能力,鼓励创新.培养学生勇于探索、善于研究的精神,学会合作.
【重点难点】
教学重点:点到直线距离公式的推导和应用.
教学难点:对距离公式推导方法的感悟与数学模型的建立.
【教学过程】
导入新课
思路1.点P(0,5)到直线y=2x的距离是多少?更进一步在平面直角坐标系中,如果已知某点P的坐标为(x0,y0),直线l的方程是Ax+By+C=0,怎样由点的坐标和直线的方程直接求点P到直线l的距离呢?这节课我们就来专门研究这个问题.
思路2.我们已学习了两点间的距离公式,本节课我们来研究点到直线的距离.如图1,已知点P(x0,y0)和直线l:Ax+By+C=0,求点P到直线l的距离(为使结论具有一般性,我们假设A、B≠0).
图1
新知探究
提出问题
①已知点P(x0,y0)和直线l:Ax+By+C=0,求点P到直线l的距离.你最容易想到的方法是什么?各种做法的优缺点是什么?
②前面我们是在A、B均不为零的假设下推导出公式的,若A、B中有一个为零,公式是否仍然成立?
③回顾前面证法一的证明过程,同学们还有什么发现吗?(如何求两条平行线间的距离)
活动:
①请学生观察上面三种特殊情形中的结论:
(ⅰ)x0=0,y0=0时,d=;(ⅱ)x0≠0,y0=0时,d=;
(ⅲ)x0=0,y0≠0时,d=.
观察、类比上面三个公式,能否猜想:对任意的点P(x0,y0),d=?
学生应能得到猜想:d=.
启发诱导:当点P不在特殊位置时,能否在距离不变的前提下适当移动点P到特殊位置,从而可利用前面的公式?(引导学生利用两平行线间的距离处处相等的性质,作平行线,把一般情形转化为特殊情形来处理)
证明:设过点P且与直线l平行的直线l1的方程为Ax+By+C1=0,令y=0,得P′(,0).
∴P′N=. (*)
∵P在直线l1:Ax+By+C1=0上,
∴Ax0+By0+C1=0.∴C1=-Ax0-By0.
代入(*)得|P′N|=
即d=,.
②可以验证,当A=0或B=0时,上述公式也成立.
③引导学生得到两条平行线l1:Ax+By+C1=0与l2:Ax+By+C2=0的距离d=.
证明:设P0(x0,y0)是直线Ax+By+C2=0上任一点,则点P0到直线Ax+By+C1=0的距离为d=.
又Ax0+By0+C2=0,即Ax0+By0=-C2,∴d=.
讨论结果:①已知点P(x0,y0)和直线l:Ax+By+C=0,求点P到直线l的距离公式为d=.
②当A=0或B=0时,上述公式也成立.
③两条平行线Ax+By+C1=0与Ax+By+C2=0的距离公式为d=.
应用示例
例1 求点P0(-1,2)到下列直线的距离:
(1)2x+y-10=0;(2)3x=2.
解:(1)根据点到直线的距离公式得d=.
(2)因为直线3x=2平行于y轴,所以d=|-(-1)|=.
点评:例1(1)直接应用了点到直线的距离公式,要求学生熟练掌握;(2)体现了求点到直线距离的灵活性,并没有局限于公式.
变式训练
点A(a,6)到直线3x-4y=2的距离等于4,求a的值.
解:=4|3a-6|=20a=20或a=.
例2 已知点A(1,3),B(3,1),C(-1,0),求△ABC的面积.
解:设AB边上的高为h,则S△ABC=|AB|·h.
|AB|=,
AB边上的高h就是点C到AB的距离.
AB边所在的直线方程为,即x+y-4=0.
点C到x+y-4=0的距离为h=,
因此,S△ABC=×=5.
点评:通过这两道简单的例题,使学生能够进一步对点到直线的距离理解应用,能逐步体会用代数运算解决几何问题的优越性.
变式训练
求过点A(-1,2),且与原点的距离等于的直线方程.
解:已知直线上一点,故可设点斜式方程,再根据点到直线的距离公式,即可求出直线方程为x+y-1=0或7x+y+5=0.
例3 求平行线2x-7y+8=0和2x-7y-6=0的距离.
解:在直线2x-7y-6=0上任取一点,例如取P(3,0),则点P(3,0)到直线2x-7y+8=0的距离就是两平行线间的距离.因此,
d=.
点评:把求两平行线间的距离转化为点到直线的距离.
变式训练
求两平行线l1:2x+3y-8=0,l2:2x+3y-10=0的距离.
答案:.
解:点O(0,0)关于直线l:2x-y+1=0的对称点为O′(-,),
则直线MO′的方程为y-3=x.
直线MO′与直线l:2x-y+1=0的交点P()即为所求,
相应的||PO|-|PM||的最大值为|MO′|=.
课堂小结
通过本节学习,要求大家:
1.掌握点到直线的距离公式,并会求两条平行线间的距离.
2.构思距离公式的推导方案,培养学生观察、分析、转化、探索问题的能力,鼓励创新.培养学生勇于探索、善于研究的精神,学会合作.
3.本节课重点讨论了平面内点到直线的距离和两条平行线之间的距离,后者实际上可作为前者的变式应用.
当堂检测
导学案当堂检测
【板书设计】
一、点到直线距离公式
二、例题
例1
变式1
例2
变式2
【作业布置】
课本习题3.3 A组9、10;B组2、4及导学案课后练习与提高
3.3.3 点到直线的距离
课前预习学案
一、预习目标
让学生掌握点到直线的距离公式,并会求两条平行线间的距离
二、学习过程
预习教材P117~ P119,找出疑惑之处
问题1.已知平面上两点,则的中点坐标为 ,间的长度为 .
问题2.在平面直角坐标系中,如果已知某点的坐标为,直线的方程是,怎样用点的坐标和直线的方程直接求点到直线的距离呢?
5分钟训练
1.点(0,5)到直线y=2x的距离是( )
A. B. C. D.
2.两条平行直线3x+4y-2=0,3x+4y-12=0之间的距离为________________.
3.已知点(a,2)(a>0)到直线l:x-y+3=0的距离为1,则a的值等于( )
A. B. C. D.
答案:C
提出疑惑
同学们,通过你的自主学习,你还有那些疑惑,请填在下面的表格中
疑惑点
疑惑内容
课内探究学案
一、学习目标
1.理解点到直线距离公式的推导,熟练掌握点到直线的距离公式;??
2.会用点到直线距离公式求解两平行线距离
3.认识事物之间在一定条件下的转化.用联系的观点看问题
学习重点:点到直线距离公式的推导和应用.
学习难点:对距离公式推导方法的感悟与数学模型的建立
二、学习过程
知识点1:已知点和直线,则点到直线的距离为:.
注意:⑴点到直线的距离是直线上的点与直线外一点的连线的最短距离;
⑵在运用公式时,直线的方程要先化为一般式.
问题1:在平面直角坐标系中,如果已知某点的坐标为,直线方程中,如果,或,怎样用点的坐标和直线的方程直接求点P到直线的距离呢并画出图形来.
例 分别求出点到直线
的距离.
问题2:求两平行线:,:
的距离.
知识点2:已知两条平行线直线,
,则与的距离为
注意:应用此公式应注意如下两点:(1)把直线方程化为一般式方程;(2)使的系数相等.
典型例题
例1 求点P0(-1,2)到下列直线的距离:
(1)2x+y-10=0;(2)3x=2.
变式训练
点A(a,6)到直线3x-4y=2的距离等于4,求a的值.
例2 已知点A(1,3),B(3,1),C(-1,0),求△ABC的面积
变式训练
求两平行线l1:2x+3y-8=0,l2:2x+3y-10=0的距离
当堂检测
课本本节练习.
拓展提升
问题:已知直线l:2x-y+1=0和点O(0,0)、M(0,3),试在l上找一点P,使得||PO|-|PM||的值最大,并求出这个最大值.
.
学习小结
点到直线距离公式的推导过程,点到直线的距离公式,能把求两平行线的距离转化为点到直线的距离公式
课后巩固练习与提高
30分钟训练
1.点(3,2)到直线l:x-y+3=0的距离为( )
A. B. C. D.
2.点P(m-n,-m)到直线=1的距离为( )
A. B. C. D.
3.点P在直线x+y-4=0上,O为坐标原点,则|OP|的最小值为( )
A. B. C. D.2
4.到直线2x+y+1=0的距离为的点的集合为( )
A.直线2x+y-2=0 B.直线2x+y=0
C.直线2x+y=0或直线2x+y-2=0 D.直线2x+y=0或直线2x+y+2=0
5.若动点A、B分别在直线l1:x+y-7=0和l2:x+y-5=0上移动,则AB的中点M到原点的距离的最小值为( )
A. B. C. D.
6.两平行直线l1、l2分别过点P1(1,0)、P2(1,5),且两直线间的距离为5,则两条直线的方程分别为l1:_________________,l2:_______________.
7.已知直线l过点A(-2,3),且点B(1,-1)到该直线l的距离为3,求直线l的方程.
8.已知直线l过点(1,1)且点A(1,3)、B(5,-1)到直线l的距离相等,求直线l的方程.
9.已知三条直线l1:2x-y+a=0(a>0),直线l2:4x-2y-1=0和直线l3:x+y-1=0,且l1与l2的距离是.
(1)求a的值.
(2)能否找到一点P,使得P点同时满足下列3个条件:①P是第一象限的点;②P点到l1的距离是P到l2的距离的;③P点到l1的距离与P点到l3的距离之比是?若能,求P点的坐标;若不能,请说明理由.
参考答案
1.解析:由点到直线的距离公式可得d=.
答案:C
2.解析:nx+my-mn=0,由点到直线的距离公式,得
.
答案:A
3.解析:根据题意知|OP|最小时,|OP|表示原点O到直线x+y-4=0的距离.即根据点到直线的距离公式,得.
答案:B
4.解析:根据图形特点,满足条件的点的集合为直线,且该直线平行于直线2x+y+1=0,且两直线间的距离为.设所求直线的方程为2x+y+m=0,根据平行线间的距离公式,得|m-1|=1,解得m=2或m=0.
故所求直线的方程为2x+y=0或2x+y+2=0.
答案:D
8.解:直线l平行于直线AB时,其斜率为k=kAB==-1,
即直线方程为y=-(x-1)+1x+y-2=0;直线l过线段AB的中点M(2,1)时也满足条件,即直线l的方程为y=1.
综上,直线l的方程为x+y-2=0或y=1.
9.解:(1)根据题意得:l1与l2的距离d=a=3或a=-4(舍).
(2)设P点坐标为(x0,y0),则x0>0,y0>0.若P点满足条件②,
则2×|8x0-4y0+12|=|4x0-2y0-1|,
8x0-4y0+12=4x0-2y0-1或8x0-4y0+12=-(4x0-2y0-1)4x0-2y0+13=0或12x0-6y0+11=0; ①
若P点满足条件③,
则|2x0-y0+3|=|x0+y0-1|,
2x0-y0+3=x0+y0-1或2x0-y0+3=-(x0+y0-1),
x0-2y0+4=0或3x0+2=0; ②
由①②得
解得
故满足条件的点P为(-3,)或()或()或().
3.3.3 点到直线的距离
(一)教学目标
1.知识与技能
理解点到直线距离公式的推导,熟练掌握点到直线距离公式.
2.过程和方法
会用点到直线距离公式求解两平行线距离.
3.情感和价值
认识事物之间在一定条件下的转化,用联系的观点看问题.
(二)教学重点、难点
教学重点:点到直线的距离公式.
教学难点:点到直线距离公式的理解与应用.
(三)教学方法
学导式
教学环节
教学内容
师生互动
设计意图
复习引入
前面几节课,我们一起研究学习了两直线的平行或垂直的充要条件,两直线的夹角公式,两直线的交点问题,两点间的距离公式。逐步熟悉了利用代数方法研究几何问题的思想方法.这一节,我们将研究怎样由点的坐标和直线的方程求点P到直线l的距离.
用POWERPOINT打出平面直角坐标系中两直线,进行移动,使学生回顾两直线的位置关系,且在直线上取两点,让学生指出两点间的距离公式,复习前面所学.要求学生思考点到直线的距离的计算?能否用两点间距离公式进行推导?
设置情境导入新课
概念形成
1.点到直线距离公式
点P (x0,y0)到直线l:Ax + By + C = 0的距离为
推导过程
方案一:
设点P到直线l的垂线段为PQ,垂足为Q,由PQ⊥l可知,直线PQ的斜率为(A≠0),根据点斜式写出直线PQ的方程,并由l与PQ的方程求出点Q的坐标:由此根据两点距离公式求出|PQ|,得到点P到直线l的距离为d.
此方法虽思路自然,但运算较繁,下面我们探讨另一种方法.
(1)教师提出问题
已知P (x0,y0),直线l:Ax + By + C = 0,怎样用点的坐标和直线方程直接求点P到直线l的距离呢?
学生自由讨论
(2)数形结合,分析问题,提出解决方案.
把点到直线l的距离转化为点P到l的垂线段的长,即点到点的距离.
画出图形,分析任务,理清思路,解决问题. 寻找最佳方案,附方案二.
方案二:设A≠0,B≠0,这时l与x轴、y轴都相交,过点P作x轴的平行线,交l于点R (x1,y0);作y轴的平行线,交l于点S (x0,y2),
由
得
所以
由三角形面积公式可知d·|RS|=|PR|·|PS|.
所以
可证明,当A = 0时仍适用.
这个过程比较繁琐,但同时也使学生在知识、能力、意志品质等方面得到了提高.
通过这种转化,培养学生“化归”的思想方法.
应用举例
例1 求点P = (–1,2 )到直线3x = 2的距离.
解:
例2 已知点A (1,3),B (3,1),C(–1,0),求三角形ABC的面积.
学生分析求解,老师板书
例2 解:设AB边上的高为h,则
AB边上的高h就是点C到AB的距离.
AB边所在直线方程为
即x + y – 4 = 0.
点C到x + y – 4 = 0的距离为h
,
因此,
通过这两道简单的例题,使学生能够进一步对点到直线的距离理解应用,能逐步体会用代数运算解决几何问题的优越性.
概念深化
2.两平行线间的距离d
已知l1:Ax + By + C1 = 0
l2:Ax + By + C2 = 0
证明:设P0 (x0,y0)是直线Ax + By + C2 = 0上任一点,则点P0到直线Ax + By + C1 = 0的距离为
.
又Ax0 + By0 + C2 = 0
即Ax0 + By0= –C2,
∴
教师提问:
能不能把两平行直线间距离转化为点到直线的距离呢?
学生交流后回答.
再写出推理过程
进一步培养学生化归转化的思想.
应用举例
例3 求两平行线
l1:2x + 3y – 8 = 0
l2:2x + 3y – 10 =0的距离.
解法一:在直线l1上取一点P(4,0),因为l1∥l2,所以P到l2的距离等于l1与l2的距离,于是
解法二:直接由公式
课堂练习:已知一直线被两平行线3x + 4y – 7 = 0与3x + 4y + 8 = 0所截线段长为3,且该直线过点(2,3),求该直线方程.
在教师的引导下,学生分析思路,再由学生上台板书.
开拓学生思维,培养学生解题能力.
归纳总结
小结:点到直线距离公式的推导过程,点到直线的距离公式,能把求两平行线的距离转化为点到直线的距离公式.
老师和学生共同总结——交流——完善
培养学生归纳、概括能力,构建知识网络.
课后作业
布置作业
见习案3.3的第三课时
独立完成
巩固深化
备选例题
例1 求过点M(–2,1)且与A(–1,2),B(3,0)两点距离相等的直线的方程.
解法一:当直线斜率不存在时,直线为x = –2,它到A、B两点距离不相等.
所以可设直线方程为:y – 1 = k(x + 2)即kx – y + 2k + 1 = 0.
由,
解得k = 0或.
故所求的直线方程为y – 1 = 0或x + 2y = 0.
解法二:由平面几何知识:l∥AB或l过AB的中点.
若l∥AB且,则l的方程为x + 2y = 0.
若l过AB的中点N(1,1)则直线的方程为y = 1.
所以所求直线方程为y – 1 = 0或x + 2y = 0.
例2 (1)求直线2x + 11y + 16 = 0关于点P(0,1)对称的直线方程.
(2)两平行直线3x + 4y – 1 = 0与6x + 8y + 3 = 0关于直线l对称,求l的方程.
【解析】(1)当所求直线与直线2x + 11y + 16 = 0平行时,可设直线方程为2x + 11y + C=0
由P点到两直线的距离相等,即
,所以C = –38.
所求直线的方程为2x + 11y – 38 = 0.
(2)依题可知直线l的方程为:6x + 8y + C = 0.
则它到直线6x + 8y – 2 = 0的距离,
到直线6x + 8y + 3 = 0的距离为
所以d1 = d2即,所以.
即l的方程为:.
例3 等腰直角三角形ABC的直角顶点C和顶点B都在直线2x + 3y – 6 = 0上,顶点A的坐标是(1,–2).求边AB、AC所在直线方程.
【解析】已知BC的斜率为,因为BC⊥AC
所以直线AC的斜率为,从而方程
即3x – 2y – 7 = 0
又点A(1,–2)到直线BC:2x + 3y – 6 = 0的距离为,
且.
由于点B在直线2x + 3y – 6 = 0上,可设,
且点B到直线AC的距离为
所以或,所以或
所以或
所以直线AB的方程为或
即x – 5y – 11 = 0或5x + y – 3 = 0
所以AC的直线方程为:3x – 2y – 7 = 0
AB的直线方程为:x – 5y – 11 = 0或5x + y – 3 = 0.
课后提升作业 二十三
点到直线的距离 两条平行直线间的距离
(30分钟 60分)
一、选择题(每小题5分,共40分)
1.点P为x轴上一点,点P到直线3x-4y+6=0的距离为6,则点P的坐标为 ( )
A.(8,0) B.(-12,0)
C.(8,0)或(-12,0) D.(0,0)
【解析】选C.设P(x0,0),因为d==6,
所以|3x0+6|=30,故x0=8或x0=-12.
【延伸探究】本题中“P为x轴一点”若换为“P为y轴上一点”其他条件不变,试求点P的坐标.【解析】设P(0,y0),由d==6得|6-4y0|=30,即y0=-6或9.故点P的坐标为(0,9)或(0,-6).
2.已知点(a,1)到直线x-y+1=0的距离为1,则a的值为 ( )
A.1 B.-1 C. D.±
【解析】选D.由题意,得=1,
即|a|=,所以a=±.
3.点P(a,0)到直线3x+4y-6=0的距离大于3,则实数a的取值范围为 ( )
A.a>7 B.a<-3.Com]
C.a>7或a<-3 D.a>7或-3
【解析】选C.根据题意,得>3,解得a>7或a<-3.
4.(2018·青岛高一检测)已知直线3x+2y-3=0和6x+my+1=0互相平行,则它们之间的距离是 ( )
A.4 B. C. D.
【解题指南】本题考查两平行直线间的距离公式,d=,先求出直线方程,然后根据两平行线间的距离公式求解.
【解析】选D.因为3x+2y-3=0和6x+my+1=0互相平行,所以3∶2=6∶m,所以m=4.
直线6x+4y+1=0可以转化为3x+2y+=0,
由两条平行直线间的距离公式可得:
d===.
5.过点P(1,2)引直线,使A(2,3),B(4,-5)到它的距离相等,则这条直线的方程为 ( )
A.4x+y-6=0
B.x+4y-6=0
C.2x+3y-7=0或x+4y-6=0
D.3x+2y-7=0或4x+y-6=0
【解题指南】由点斜式设出直线方程,根据点到直线的距离公式,建立关系求解.
【解析】选D.显然直线斜率存在,设直线方程为:y-2=k(x-1),即kx-y+2-k=0,A,B到直线距离相等,则=,解得k=-4或k=-,代入方程得4x+y-6=0或3x+2y-7=0.
【误区警示】此题易错在用直线的点斜式方程,不考虑斜率不存在时不成立.其次求出两个解,只考虑与直线AB平行不考虑相交情况舍掉一个解.
6.(2018·泸州高一检测)点P在直线3x+y-5=0上,且点P到直线x-y-1=0的距离为,则点P坐标为( )
A.(1,2) B.(2,1)
C.(1,2)或(2,-1) D.(2,1)或(-1,2)
【解题指南】本题考查点到直线的距离公式,设点P坐标为(a,5-3a),代入距离公式即可求出答案..Com]
【解析】选C.设点P坐标为(a,5-3a),
由题意知:d==,
解之得a=1或a=2,所以点P坐标为(1,2)或(2,-1).
7.过点A(1,2)且与原点距离最大的直线方程是 ( )
A.x+2y-5=0 B.2x+y-4=0
C.x+3y-7=0 D.x+3y-5=0
【解析】选A.所求直线与两点A(1,2),O(0, 0)连线垂直时与原点距离最大.kOA=2,故所求直线的斜率为-,方程为y-2=-(x-1),即x+2y-5=0.
8.两平行线分别经过点A(3,0),B(0,4),它们之间的距离d满足的条件是
( )
A.0C.0【解析】选B.当两平行线垂直于AB时它们之间的距离最大,此时d=|AB|==5,故0二、填空题(每小题5分,共10分)
9.已知直线l与两直线l1:2x-y+3=0和l2:2x-y-1=0平行且距离相等,则l的方程为__________.
【解析】设所求的直线方程为2x-y+c=0,分别在l1:2x-y+3=0和l2:2x-y-1=0上取点A(0,3)和B(0,-1),则此两点到2x-y+c=0距离相等,即=.
解得c=1,直线l的方程为2x-y+1=0.
答案:2x-y+1=0
10.(2018·沧州高一检测)已知直线l1:2x-y+a=0,l2:4x-2y-1=0,若直线l1,l2的距离等于,且直线l1不经过第四象限,则a=________.
【解析】由直线l1,l2的方程可知,直线l1∥l2.在直线l1上选取一点P(0,a),依题意得,l1与l2的距离为=,整理得=,解得a=3或a=-4.因为直线l1不经过第四象限,所以a≥0,所以a=3.
答案: 3
三、解答题
11.(10分)在△ABC中,A(3,2),B(-1,5),点C在直线3x-y+3=0上,若△ABC的面积为10,求点C的坐标.
【解析】由题知|AB|==5,
因为S△ABC=|AB|·h=10,所以h=4.
设点C的坐标为(x0,y0),而AB的方程为y-2=-(x-3),即3x+4y-17=0.
所以
解得或
所以点C的坐标为(-1,0)或.
【补偿训练】如图,已知直线l1:x+y-1=0,现将直线l1向上平移到直线l2的位置,若l2,l1和坐标轴围成的梯形面积为4,求l2的方程.
【解析】设l2的方程为y=-x+b(b>1),则图中A(1, 0),D(0,1),B(b,0),C(0,b).所以AD=,BC=b.梯形的高h就是两平行直线l1与l2的距离,故h==(b>1),由梯形面积公式得×=4,所以b2=9,b=±3.但b>1,所以b=3.从而得到直线l2的方程是x+y-3=0.
课件38张PPT。新知自解垂线段一点距离答案: D答案: D课堂探究
谢谢观看!课件37张PPT。第三章 § 3.3 直线的交点坐标与距离公式3.3.3 点到直线的距离
3.3.4 两条平行直线间的距离1.了解点到直线距离公式的推导方法;
2.掌握点到直线距离公式,并能灵活应用于求平行线间的距离等问题;
3.初步掌握用解析法研究几何问题.问题导学题型探究达标检测学习目标问题导学 新知探究 点点落实知识点一 点到直线的距离
思考1 如图,点P(x0,y0)到直线Ax+By+C=0(A,B不同时为0)的距离d同线段PS,PR,RS间存在什么关系?答案思考2 根据思考1的思路,点P到直线
Ax+By+C=0的距离d怎样用A,B,C及x0,y0表示?思考3 点到直线的距离公式对于A=0或B=0时的直线是否仍然适用?
答案 仍然适用,
①当A=0,B≠0时,直线l的方程为By+C=0,答案②当B=0,A≠0时,直线l的方程为Ax+C=0,答案1.定义:点到直线的 的长度.
2.图示:垂线段3.公式:.知识点二 两条平行直线间的距离思考 直线l1:x+y-1=0上有A(1,0)、B(0,1)、C(-1,2)三点,直线l2:x+y+1=0与直线l1平行,那么点A、B、C到直线l2的距离分别为多少?有什么规律吗?
答案 点A、B、C到直线l2的距离分别为
规律是当两直线平行时,一条直线上任一点到另一条直线的距离都相等.答案1.定义:夹在两平行线间的 的长.
2.图示:
3.求法:转化为点到直线的距离.公垂线段答案返回题型探究 重点难点 个个击破类型一 点到直线的距离例1 (1)求点P(2,-3)到下列直线的距离.②3y=4;
解 3y=4可化为3y-4=0,解析答案③x=3.
解 x=3可化为x-3=0,解析答案(2)求过点M(-1,2),且与点A(2,3),B(-4,5)距离相等的直线l的方程. 解析答案反思与感悟解 方法一 当过点M(-1,2)的直线l的斜率不存在时,
直线l的方程为x=-1,恰好与A(2,3),B(-4,5)两点距离相等,
故x=-1满足题意,
当过点M(-1,2)的直线l的斜率存在时,
设l的方程为y-2=k(x+1),即kx-y+k+2=0.
由点A(2,3)与B(-4,5)到直线l的距离相等,综上所述直线l的方程为x=-1或x+3y-5=0.解析答案反思与感悟反思与感悟方法二 由题意得l∥AB或l过AB的中点,
当l∥AB时,
设直线AB的斜率为kAB,直线l的斜率为kl,当l过AB的中点(-1,4)时,
直线l的方程为x=-1.
综上所述,直线l的方程为x=-1或x+3y-5=0.(1)应用点到直线的距离公式应注意的三个问题
①直线方程应为一般式,若给出其他形式应化为一般式.
②点P在直线l上时,点到直线的距离为0,公式仍然适用.
③直线方程Ax+By+C=0,当A=0或B=0时公式也成立,但由于直线是特殊直线(与坐标轴垂直),故也可用数形结合求解.
(2)用待定系数法求直线方程时,首先考虑斜率不存在是否满足题意.跟踪训练1 (1)若点(4,a)到直线4x-3y=0的距离不大于3,则a的取值范围是__________.解析答案(2)已知直线l过点P(3,4)且与点A(-2,2),B(4,-2)等距离,则直线l的方程为_____________________________.解析答案解析 过点P(3,4)且斜率不存在时的直线x=3与A、B两点的距离不相等,
故可设所求直线方程为y-4=k(x-3),
即kx-y+4-3k=0,∴所求直线l的方程为2x+3y-18=0或2x-y-2=0.2x-y-2=0或2x+3y-18=0类型二 两平行线间的距离例2 (1)两直线3x+y-3=0和6x+my-1=0平行,则它们之间的距离
为____.将直线3x+y-3=0化为6x+2y-6=0,解析答案(2)已知直线l与两直线l1:2x-y+3=0和l2:2x-y-1=0的距离相等,则l的方程为____________.解析 设直线l的方程为2x-y+c=0,解析答案反思与感悟得c=1,
∴直线l的方程为2x-y+1=0.2x-y+1=0跟踪训练2 (1)求与直线l:5x-12y+6=0平行且到l的距离为2的直线
方程;解析答案解 方法一 设所求直线的方程为5x-12y+C=0,故所求直线的方程为5x-12y+32=0或5x-12y-20=0.所以C=32,或C=-20,方法二 设所求直线的方程为5x-12y+C=0,解得C=32,或C=-20,
故所求直线的方程为5x-12y+32=0或5x-12y-20=0.解析答案(2)两平行直线l1,l2分别过P1(1,0),P2(0,5),若l1与l2距离为5,求两直线方程.
解 依题意,两直线的斜率存在,
设l1:y=k(x-1),即kx-y-k=0,
l2:y=kx+5,即kx-y+5=0.所以l1和l2的方程分别为y=0和y=5或5x-12y-5=0和5x-12y+60=0.类型三 利用距离公式求最值例3 (1)已知实数x,y满足6x+8y-1=0,则 的最小值为________.解析答案∴上式可看成是一个动点M(x,y)到定点N(0,1)的距离,
即为点N到直线l:6x+8y-1=0上任意一点M(x,y)的距离,
∴S=|MN|的最小值应为点N到直线l的距离,(2)两条互相平行的直线分别过点A(6,2),B(-3,-1),并且各自绕着点A,B旋转,如果两条平行直线间的距离为d.
①求d的取值范围;
解 设经过A点和B点的直线分别为l1、l2,解析答案反思与感悟②求当d取最大值时,两条直线的方程.两直线的方程分别为3x+y-20=0或3x+y+10=0.解决此题的关键是理解式子表示的几何意义,将“数”转化为“形”,从而利用图形的直观性加以解决.跟踪训练3 (1)动点P(x,y)在直线x+y-4=0上,O为原点,求|OP|最小时P点的坐标;解 直线上的点到原点距离的最小值即为原点到直线的距离,
此时OP垂直于已知直线,则kOP=1,
∴OP所在直线方程为y=x,解析答案∴P点坐标为(2,2).(2)求过点P(1,2)且与原点距离最大的直线方程.解 由题意知与OP垂直的直线到原点O的距离最大,
∵kOP=2,解析答案即x+2y-5=0.类型四 对称问题解析答案反思与感悟例4 求点P(-5,13)关于直线l:2x-3y-3=0的对称点P′的坐标.反思与感悟解 设P′的坐标为(x0,y0),即2x0-3y0-55=0. ①即3x0+2y0-11=0. ②∴P′的坐标为(11,-11).(2)直线关于直线的对称的求法
求直线l1:A1x+B1y+C1=0关于直线l:Ax+By+C=0对称的直线l2的方程的方法是转化为点关于直线对称,在l1上任取两点P1和P2,求出P1、P2关于直线l的对称点,再用两点式求出l2的方程.返回跟踪训练4 一束光线从原点O(0,0)出发,经过直线l:8x+6y=25反射后通过点P(-4,3),求反射光线的方程.解析答案返回解 设原点关于l的对称点A的坐标为(a,b),
由直线OA与l垂直和线段AO的中点在l上得∴A的坐标为(4,3).
∵反射光线的反向延长线过A(4,3),又由反射光线过P(-4,3),
两点纵坐标相等,故反射光线所在直线方程为y=3.123达标检测 45解析答案1.已知点(a,1)到直线x-y+1=0的距离为1,则a的值为( )
A.1 B.-1D12345解析答案2.两条平行线l1:3x+4y-2=0,l2:9x+12y-10=0间的距离等( )解析 l1的方程可化为9x+12y-6=0,C123453.光线从点A(-3,5)射到x轴上,经反射以后经过点B(2,10),则光线从A到B的距离为( )解析 ∵点A关于x轴的对称点A′(-3,-5),由光的反射理论可知,此即为光线从A到B的距离.C解析答案12345解析答案4.两平行直线3x+4y+5=0与6x+ay+30=0间的距离为d,
则a+d=____. 10∴a+d=10.12345解析答案5.在直线3x-4y-27=0上到点P(2,1)距离最近的点的坐标是__________.
解析 由题意知过点P作直线3x-4y-27=0的垂线,
设垂足为M,则|MP|为最小,(5,-3)∴所求点的坐标为(5,-3).1.点到直线的距离即是点与直线上点连线的距离的最小值,利用点到直线的距离公式,解题时要注意把直线方程化为一般式.当直线与坐标轴垂直时可直接求之.
2.利用点到直线的距离公式可求直线的方程,有时需结合图形,数形结合,使问题更清晰.
3.已知两平行直线,其距离可利用公式d= 求解,也可在已知直线上取一点,转化为点到直线的距离.
4.对称问题
最常见的是点关于直线对称,其关键是利用“垂直”“中点”,用垂直、平分两条件列方程组可求解对称点坐标.返回3.3.3 点到直线的距离
3.3.4 两条平行直线间的距离
一、基础过关
1.已知点(a,1)到直线x-y+1=0的距离为1,则a的值为 ( )
A.1 B.-1 C. D.±
2.点P(x,y)在直线x+y-4=0上,O是原点,则|OP|的最小值是 ( )
A. B.2 C. D.2
3.到直线3x-4y-1=0的距离为2的直线方程为 ( )
A.3x-4y-11=0 B.3x-4y+9=0
C.3x-4y-11=0或3x-4y+9=0 D.3x-4y+11=0或3x-4y-9=0
4.P、Q分别为3x+4y-12=0与6x+8y+5=0上任一点,则|PQ|的最小值为( )
A. B. C. D.
5.已知直线3x+2y-3=0和6x+my+1=0互相平行,则它们之间的距离是________.
6.过点A(2,1)的所有直线中,距离原点最远的直线方程为______________.
7.△ABC的三个顶点是A(-1,4),B(-2,-1),C(2,3).
(1)求BC边的高所在直线的方程;
(2)求△ABC的面积S.
8.如图,已知直线l1:x+y-1=0,现将直线l1向上平移到直线l2的位置,若l2、l1和坐标轴围成的梯形面积为4,求l2的方程.
二、能力提升
9.两平行直线l1,l2分别过点P(-1,3),Q(2,-1),它们分别绕P、Q旋 转,但始终保持平行,则l1,l2之间的距离的取值范围是 ( )
A.(0,+∞) B.[0,5]
C.(0,5] D.[0,]
10.直线7x+3y-21=0上到两坐标轴距离相等的点的个数为 ( )
A.3 B.2 C.1 D.0
11.若直线m被两平行线l1:x-y+1=0与l2:x-y+3=0所截得的线段的长为2,则m的倾斜角可以是________.(写出所有正确答案的序号)
①15° ②30° ③45° ④60° ⑤75°
12.已知直线l1与l2的方程分别为7x+8y+9=0,7x+8y-3=0.直线l平行于l1,直线l与l1的距离为d1,与l2的距离为d2,且d1∶d2=1∶2,求直线l的方程.
三、探究与拓展
13.等腰直角三角形ABC的直角顶点C和顶点B都在直线2x+3y-6=0上,顶点A的坐标是(1,-2).求边AB、AC所在直线方程.
答案
1.D 2.B 3.C 4.C
5.
6.2x+y-5=0
7.解 (1)设BC边的高所在直线为l,
由题意知kBC==1,
则kl==-1,
又点A(-1,4)在直线l上,
所以直线l的方程为y-4=-1×(x+1),
即x+y-3=0.
(2)BC所在直线方程为
y+1=1×(x+2),即x-y+1=0,
点A(-1,4)到BC的距离
d==2,
又|BC|==4,
则S△ABC=·|BC|·d
=×4×2=8.
8.解 设l2的方程为y=-x+b(b>1),
则图中A(1,0),D(0,1),B(b,0),C(0,b).
∴|AD|=,|BC|=b.
梯形的高h就是A点到直线l2的距离,
故h===(b>1),
由梯形面积公式得×=4,
∴b2=9,b=±3.但b>1,∴b=3.
从而得到直线l2的方程是x+y-3=0.
9.C 10.B
11.①⑤
12.解 因为直线l平行l1,设直线l的方程为7x+8y+C=0,则d1=,d2=.
又2d1=d2,∴2|C-9|=|C+3|.
解得C=21或C=5.
故所求直线l的方程为7x+8y+21=0或7x+8y+5=0.
13.解 已知BC的斜率为-,因为BC⊥AC,所以直线AC的斜率为,从而方程y+2=
(x-1),即3x-2y-7=0,又点A(1,-2)到直线BC:2x+3y-6=0的距离为|AC|=,且|AC|=|BC|=.由于点B在直线2x+3y-6=0上,可设B(a,2-a),且点B到直线AC的距离为=,|a-11|=10.
所以a-11=10或a-11=-10,所以a=或,
所以B或B
所以直线AB的方程为y+2=·(x-1)或y+2=(x-1).即x-5y-11=0或5x+y-3=0,
所以AC所在的直线方程为3x-2y-7=0,AB所在的直线方程为x-5y-11=0或5x+y-3=0.